1907年（明治40年）に京都帝国大学（現・京都大学）文科大学史学科（同年、学生募集開始）東洋史学講座講師、1909年（明治42年） に京都帝大教授。講師となって以後、東洋史担当講座に足掛け20年務め、同僚の狩野直喜・桑原隲蔵とともに「京都支那学」を形成、京大の学宝とまで呼ばれた。1910年（明治43年）、教授在任期間が1年となったため、狩野亨吉総長の推薦により文学博士（京都帝国大学）。主著の一つである『清朝史通論』は、この博士号が慣習によるものであったため、自身が博士論文に相当する論考を書かねばならないと決意し執筆したもの。同論文自体は博士学位論文ではない。東京帝国大学の白鳥庫吉とは「東の白鳥庫吉、西の内藤湖南」「実証学派の内藤湖南、文献学派の白鳥庫吉」と並び称された。特に邪馬台国の所在地をめぐる論争では畿内説を主張し、九州説を唱えた白鳥と激しい論争が展開された。
1887年（明治20年）に上京し、仏教雑誌「明教新誌」の記者（主管は大内青巒）となる。その後「三河新聞」や雑誌「日本人」、「大阪朝日新聞」、「台湾日報」、「万朝報」などの編集で名を馳せた。日露戦争に於いては開戦論を展開した。
1866年 （慶応年間）陸奥国毛馬内村（けまないむら、現・秋田県鹿角市）にて、南部藩士・内藤調一（1832年 - 1908年。号は十湾）と容子の次男として生まれる。父・十湾は折衷学派に属していた。6歳で『大学』をわずか4ヶ月で習得し、7歳で『二十四考』『中庸』と四書を習得し、13歳時で『日本外史』を通読し、詩作を始める。友人や世間の評判も「学問が出来ても決して威張らず、喧嘩など一度もしたことがない。感心な子どもだ」というものであった。秋田師範学校に入学後も、一人キリスト教会に通い、アメリカ人のガルスト・スミスについて『万国史』などを勉強した。1884年（明治17年） 秋田師範学校を4年かかる過程を2年半で卒業して、綴子（つづれこ）小学校の主席訓導（実質的には校長）となる。
連邦憲法で徴税を含め広範な自治権を州に与えていたこと、またウィーン市が州と同格の地位が付与されていたことを背景に、連邦税に加え州法により独自の新税を導入。これらの税は、乗馬や大型車、ホテルの部屋など奢侈品に課された。他の新税としては住宅建設税もあるが、こちらも累進課税となっている。いずれも有産階級に対する高率の課税であったが、税収は自治体の広範な住宅計画に充てられるため、多くのアパートには現在も「住宅建設税により建設されている」との銘板がある。自治体の投資活動により、ウィーンの失業率は国内のみなならず、ドイツと比しても低いものであった。投資は皆借款ではなく税金で賄われたため、債権者からは自由であり、債券に利子を付けて支払う必要も生じなかった。ただし、オーストロファシズムが席巻した1930年代に入ると、連邦政府がウィーンを財政面で締め上げたため、これらのサービスは切り捨てられていった。
子育て世帯には、「新聞に包まれる子ども」が出ないよう、子ども向けの「衣服手当」が支給された他、働く女性の職場復帰が成るよう、幼稚園なども多数開園。また、医療費が無料化されたり、公共の浴場やスポーツ施設も整備された。このような福祉・医療サービスは、当時市議会議員を務めていたユリウス・タンドラーをして、「我々が若者向けの施設に投資することで、刑務所に金を使わなくて済むだろう。妊婦や新生児のケアに投資することで、精神病院に金を使わなくて済むだろう」とまで言わしめている。社会政策に係る自治体の出費は、戦前に比して3倍となった。これが奏功してか、新生児の死亡率は国内平均を下回り、結核の感染率に至っては半分程度にまで下落。ガスや電気、ゴミ処理が軒並み自治体により運営されたことも、健康状態の改善の一助となった。
「ノートルダム寺院の後陣」は一般にも人気があり、メリヨンの代表作とされている。川の上の空間で、教会の雄大な外壁に射す光と影が素晴らしい効果を示す。建築物の描画においてメリヨンは完璧であり、広く様々なスタイルを採り入れており、それらに同等に比較できるものとしては、J.M.W.ターナーのあまり知られていないがゴシック建築の描画がある。どんな都市の描写にも建築物は現れるが、それはビジョンでもあり、ささやかな年代記でもある。メリヨンの描いた建築物の一部には空想を示すものもあり、それは通りの人々、川、また極めて率直で甚だしく象徴的な場合には空に群れる人々といった、形から得た自由な空想である。おおよその彼の方向性は風景画家であるように見える。それらは学術的な正確さよりも、眼に映る美しさが描かれる。描画の技法でなく、導入の目的に着目すれば、風景画家とは言えない。その景色での感傷と例外的に調和するようにも見える。「死体公示所」の場合のように、絵で物語を語ろうとする。「La Rue des Mauvais Garçons」（ひそひそ話に熱心な通り過ぎる二人の女性がいる）の場合でもそれが示唆される。そして「ノートルダム橋のアーチ」の場合のように、その景色に活力と生気を与える、表現行為と、熱望する動きがある。彼の作品の人間性と固有の目的に関する限り、建築物については完璧であり、自然から得るものは主題の性格から要求されなかった。木を美しく描かず、葉に幸福を表さず、それらは緻密でも数多くもない。しかし都市の性格を表現するために、様々な水--ゆるやかな川の水、様々な空--灰色に曇った空や、屋根と煙突の世界の上を多う低い空などを描写する方法を知ることは必要だった。これらの水と空に彼は際立って大家であり、あらゆる光の中での変化を注意深い愛情をもって記した。